一種導電磁性納米管的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導電磁性納米管的制備方法，屬于功能納米材料領域。該導電金屬納米管的合成采用化學鍍的方法，具體包括以下步驟：a.熔融擠出相分離法制備納米纖維束；b.將a中納米纖維束經過化學鍍處理得到導電納米纖維束；c.用溶劑將b中金屬包覆的納米纖維束溶解。本發(fā)明采用化學鍍的方法制備金屬納米管，化學穩(wěn)定性高，制備工藝簡單，合成成本低，應用領域廣。
【專利說明】一種導電磁性納米管的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁性納米管的制備，特別是涉及一種導電磁性納米管的制備，屬于功能納米材料領域。
【背景技術】
[0002]目前，磁性納米管的合成方法主要有模板電化學沉積法和模板化學沉積法，對于模板電化學沉積法合成磁性納米管，通常要在氧化鋁模板的一面采用真空噴鍍導電膜或涂導電膠的方法制作導電層才可以進行電化學操作，但該方法存在設備要求高，實用性差，所得材料后處理麻煩等問題；對于模板化學沉積法合成磁性納米管，其原理是以多孔氧化鋁膜的納米孔洞為微反應器，還原劑和主鹽陽離子分別從模板兩側孔洞進入并發(fā)生氧化還原反應，從而產生 大量氣體，其模板孔徑小導致所產生的氣體優(yōu)先從阻力較小的孔洞軸線處移動排出，從而使得主鹽離子在孔壁上被還原進而形成納米管，但該方法存在制備成本較高，得到的磁性納米管短而且單根管壁不均勻等問題。
【發(fā)明內容】
[0003]針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種制備導電磁性納米管的制備方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為，一種導電磁性納米管的制備方法，所述制備方法包括以下步驟，
a敏化液的配制:
所述的敏化液是由氯化亞錫、鹽酸以及去離子水配制而成，其中，氯化亞錫的濃度為5g/L~20 g/L、鹽酸的濃度為10 ml/L~40 ml/L。
[0005]b活化液的配制:
所述的活化液是由氯化鈀、酸及去離子水配制而成，其中氯化鈀濃度為0.05 g/L^0.5g/L,鹽酸濃度為5 ml/L~20 g/ ml/L。
[0006]c化學鍍液的配制:
所述的化學鍍液是由主鹽、還原劑、緩沖劑、絡合劑及去離子水配制而成，其中，主鹽濃度為12 g/L~24 g/L，還原劑濃度為25 g/L~32 g/L，緩沖劑濃度為25 g/L~32 g/L，絡合劑濃度為8 g/L~12 g/L。
[0007]所述的主鹽為硫酸鎳或氯化鎳或醋酸鎳或硫酸亞鐵其中一種。
[0008]所述的還原劑為次亞磷酸鈉。
[0009]所述的緩沖劑為氯化銨。
[0010]所述的絡合劑為檸檬酸鉀或檸檬酸鈉或檸檬酸三銨其中一種。
[0011]d納米纖維溶解劑的配制:
所述的納米纖維溶解劑是由異丙醇和去離子水配制而成，其中異丙醇和去離子水的比例是 90:10~60:40。[0012]e導電磁性納米纖維的制備:
將納米纖維浸入a步驟配制的敏化液中，納米纖維與敏化液的浴比為1:l(Tl:200,5mirTl5 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，將洗滌后的納米纖維浸入b步驟所配的活化液中，納米纖維與活化液的浴比為1:l(Tl:200，攪拌5 mirT20 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，再將洗滌后的納米纖維浸入c步驟中所配制的化學鍍液中，納米纖維與化學鍍液的浴比為1:50~1:1000，控制溫度為2(T50°C，反應35mirT55 min,取出反應后的納米纖維，去離水洗滌2~3次后，在3(T80°C下烘干得到導電納米纖維。
[0013]f導電磁性納米管的制備:
將經步驟e得到的導電納米纖維浸入步驟d配制的納米纖維溶解劑中，導電納米纖維與納米纖維溶解劑的浴比為1:l(Tl:200，并在6(T80°C下不斷地攪拌，Ihlh后，抽濾，去離水洗滌2~3次，在3(T50°C下烘干得到導電磁性納米管。
[0014]所述的納米纖維為PVA-co-PE納米纖維或PET納米纖維或PTT納米纖維或PBT納米纖維或IPET-PEG納米纖維中的一種。
[0015]由于采用上述的技術方案，將PVA-co-PE納米纖維或PET納米纖維或PTT納米纖維或PBT納米纖維或IPET-PEG納米纖維中的一種放入敏化液中敏化，吸附敏化液中的亞錫離子，利用活化液活化后，PVA-co-PE納米纖維或PET納米纖維或PTT納米纖維或PBT納米纖維或IPET-PEG納米纖維中的一種表面上形成一層催化中心鈀，再浸入化學鍍液中，在催化中心鈀上還原出鎳，得到導電磁性的PVA-co-PE納米纖維或PET納米纖維或HDPE納米纖維或PTT納米纖維或PBT納米纖維或IPET-PEG納米纖維中的一種，將得到的導電磁性的PVA-co-PE納米纖維或PET納米纖維或PTT納米纖維或PBT納米纖維或IPET-PEG納米纖維中的一種放入溶解劑中，在溶解劑的作用后，得到導電磁性納米管。由于采用的PVA-co-PE納米纖維或PET納米纖維或P·TT納米纖維或PBT納米纖維或IPET-PEG納米纖維中的一種具有大的比表面積，有利于均勻的沉積鎳，可以大大的提高導電磁性納米管的長度避免了模板電化學沉積法合成磁性納米管時所存在的高要求設備、所制備材料后處理麻煩的問題，同時也避免了模板化學沉積法合成磁性納米管所存在的納米管不長、不均勻等問題。
[0016]用該合成方法制備出的導電磁性納米管管壁均勻和尺寸較長，制備工藝簡單、周期短，并可規(guī)模化生產，該導電磁性納米管可在生物監(jiān)測、醫(yī)學治療和臨床體檢等領域廣泛應用。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0018]一種導電磁性納米管的制備方法，所述制備方法包括以下步驟；
a敏化液的配制:量取濃度為10 ml/L~40 ml/L的鹽酸，再將一定質量的氯化亞錫加入，氯化亞錫的濃度為5 g/L^20 g/L，至溶解時加去離子水至適當體積。
[0019]b活化液的配制:量取濃度為5 ml/L^20 ml/L的鹽酸，再將一定質量的氯化鈀加入，氯化亞錫的濃度為0.05 g/L、.5 g/L,至溶解時加去離子水至適當體積。
[0020]c化學鍍液的配制:按照主鹽濃度為12 g/L^24 g/L稱取一定量的主鹽，當主鹽溶解完，再加入濃度為8 g/L^12 g/L的絡合劑，接著加入25 g/L^32 g/L的緩沖劑和濃度為25 g/L~32 g/L的還原劑，加去離子水至適當體積，用氨水調其PH為疒10。[0021]所述的主鹽為硫酸鎳或氯化鎳或醋酸鎳或硫酸亞鐵其中一種。
[0022]所述的還原劑為次亞磷酸鈉。
[0023]所述的緩沖劑為氯化銨。
[0024]所述的絡合劑為檸檬酸鉀或檸檬酸鈉或檸檬酸三銨其中一種。
[0025]d納米纖維溶解劑的配制:按照比例是90:10-60:40量取異丙醇和去離子水并混合均勻；
e導電磁性納米纖維的制備:將納米纖維浸入a步驟配制的敏化液中，納米纖維與敏化液的浴比為1:l(Tl:200，攪拌5 mirTl5 min后，用鑷子將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，將洗滌后的納米纖維浸入b步驟所配的活化液中，納米纖維與活化液的浴比為1:l(Tl:200，攪拌5 mirT20 min后，用鑷子將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，再將洗滌后的納米纖維浸入c步驟中所配制的化學鍍液中，納米纖維與化學鍍液的浴比為1:50~1:1000，控制溫度為2(T50°C，反應35mirT55 min，取出反應完的納米纖維，去離水洗滌2~3次后，在3(T80°C下烘干得到導電納米纖維。
[0026]f導電磁性納米管的制備:將經步驟e得到的導電納米纖維浸入步驟d配制的納米纖維溶解劑中，導電納米纖維與納米纖維溶解劑的浴比為1:l(Tl:200，并在6(T80°C下不斷地攪拌，Ihlh后，抽濾，并用6(T80°C的去離水洗滌2~3次，在3(T50°C下烘干得到導電磁性納米管。
[0027]所述的納米纖維 為PVA-co-PE納米纖維或PET納米纖維或PTT納米纖維或PBT納米纖維或IPET-PEG納米纖維中的一種。
[0028]實施例1
a敏化液的配制:
氯化亞錫的濃度為20 g/L，鹽酸的濃度為40 ml/L。
[0029]b活化液的配制:
氯化鈀濃度為0.8 g/L，鹽酸濃度為10 g/ ml/L。
[0030]c化學鍍液的配制:
硫酸鎳濃度為18 g/L，次亞磷酸鈉濃度為28 g/L，氯化銨濃度為28 g/L，檸檬酸鉀濃度為 10 g/L。
[0031]d納米纖維溶解劑的配制:
所述的納米纖維溶解劑是由異丙醇和去離子水配制而成，其中異丙醇和去離子水的比例是80:20。
[0032]e導電磁性納米纖維的制備:
將納米纖維浸入a步驟配制的敏化液中，納米纖維與敏化液的浴比為1:100，10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，將洗滌后的納米纖維浸入b步驟所配的活化液中，納米纖維與活化液的浴比為1:100，攪拌10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，再將洗滌后的納米纖維浸入c步驟中所配制的化學鍍液中，納米纖維與化學鍍液的浴比為1:500，控制溫度 為20°C，反應35min，取出反應完的納米纖維，去離水洗滌2~3次后，在40°C下烘干得到導電納米纖維。
[0033]f導電磁性納米管的制備:
將經步驟e得到的導電納米纖維浸入步驟d配制的納米纖維溶解劑中，導電納米纖維與納米纖維溶解劑的浴比為1:100，并在60°C下不斷地攪拌，Ihlh后，抽濾，去離水洗滌2^3次，在40°C下烘干得到導電磁性納米管。
[0034]實施例2
a敏化液的配制:
氯化亞錫的濃度為10 g/L，鹽酸的濃度為20 ml/L。
[0035]b活化液的配制:
氯化鈀濃度為0.6 g/L，鹽酸濃度為20 g/ ml/L。
[0036]c化學鍍液的配制:
氯化鎳濃度為18 g/L，次亞磷酸鈉濃度為28 g/L，氯化銨濃度為28 g/L，檸檬酸鉀濃度為 10 g/L。
[0037]d納米纖維溶解劑的配制:
所述的納米纖維溶解劑是由異丙醇和去離子水配制而成，其中異丙醇和去離子水的比例是80:20。
[0038]e導電磁性納米纖維的制備:
將納米纖維浸 入a步驟配制的敏化液中，納米纖維與敏化液的浴比為1:100，10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，將洗滌后的納米纖維浸入b步驟所配的活化液中，納米纖維與活化液的浴比為1:100，攪拌10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，再將洗滌后的納米纖維浸入c步驟中所配制的化學鍍液中，納米纖維與化學鍍液的浴比為1:500，控制溫度為20°C，反應35min，取出反應完的納米纖維，去離水洗滌2~3次后，在40°C下烘干得到導電納米纖維。
[0039]f導電磁性納米管的制備:
將經步驟e得到的導電納米纖維浸入步驟d配制的納米纖維溶解劑中，導電納米纖維與納米纖維溶解劑的浴比為1:100，并在60°C下不斷地攪拌，Ihlh后，抽濾，去離水洗滌2^3次，在40°C下烘干得到導電磁性納米管。
[0040]實施例3
a敏化液的配制:
氯化亞錫的濃度為20 g/L，鹽酸的濃度為40 ml/L。
[0041]b活化液的配制:
氯化鈀濃度為0.8 g/L，鹽酸濃度為10 g/ ml/L。
[0042]c化學鍍液的配制:
硫酸鎳濃度為15 g/L，次亞磷酸鈉濃度為30g/L，氯化銨濃度為30 g/L，檸檬酸鉀濃度為 15 g/L。
[0043]d納米纖維溶解劑的配制:
所述的納米纖維溶解劑是由異丙醇和去離子水配制而成，其中異丙醇和去離子水的比例是80:20。
[0044]e導電磁性納米纖維的制備:
將納米纖維浸入a步驟配制的敏化液中，納米纖維與敏化液的浴比為1:50,10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，將洗滌后的納米纖維浸入b步驟所配的活化液中，納米纖維與活化液的浴比為1:50，攪拌10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2^3次，再將洗滌后的納米纖維浸入c步驟中所配制的化學鍍液中，納米纖維與化學鍍液的浴比為1:200，控制溫度為20°C，反應35min，取出反應完的納米纖維，去離水洗滌2~3次后，在40°C下烘干得到導電納米纖維。
[0045]f導電磁性納米管的制備:
將經步驟e得到的導電納米纖維浸入步驟d配制的納米纖維溶解劑中，導電納米纖維與納米纖維溶解劑的浴比為1:80，并在60°C下不斷地攪拌，Ihlh后，抽濾，去離水洗滌2~3次，在40°C下烘干得到導電磁性納米管。
[0046]實施例4
a敏化液的配制:
氯化亞錫的濃度為15 g/L，鹽酸的濃度為40 ml/L。
[0047]b活化液的配制:
氯化鈀濃度為0.5 g/L，鹽酸濃度為10 g/ ml/L。
[0048]c化學鍍液的配制:
硫酸鎳濃度為20 g/L，次亞磷酸鈉濃度為28 g/L，氯化銨濃度為28 g/L，檸檬酸鉀濃度為 10 g/L。
[0049]d納米纖維溶解劑的配制:
所述的納米纖維溶解劑是由異丙醇和去離子水配制而成，其中異丙醇和去離子水的比例是80:20。
`[0050]e導電磁性納米纖維的制備:
將納米纖維浸入a步驟配制的敏化液中，納米纖維與敏化液的浴比為1:100，10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，將洗滌后的納米纖維浸入b步驟所配的活化液中，納米纖維與活化液的浴比為1:100，攪拌10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，再將洗滌后的納米纖維浸入c步驟中所配制的化學鍍液中，納米纖維與化學鍍液的浴比為1:300，控制溫度為20°C，反應35min，取出反應完的納米纖維，去離水洗滌2~3次后，在40°C下烘干得到導電納米纖維。
[0051]f導電磁性納米管的制備:
將經步驟e得到的導電納米纖維浸入步驟d配制的納米纖維溶解劑中，導電納米纖維與納米纖維溶解劑的浴比為1:100，并在60°C下不斷地攪拌，Ihlh后，抽濾，去離水洗滌2^3次，在40°C下烘干得到導電磁性納米管。
[0052]實施例5
a敏化液的配制:
氯化亞錫的濃度為15 g/L，鹽酸的濃度為40 ml/L。
[0053]b活化液的配制:
氯化鈀濃度為0.5 g/L，鹽酸濃度為10 g/ ml/L。
[0054]c化學鍍液的配制:
硫酸鎳濃度為20 g/L，次亞磷酸鈉濃度為28 g/L，氯化銨濃度為28 g/L，檸檬酸鉀濃度為 10 g/L。
[0055]d納米纖維溶解劑的配制:
所述的納米纖維溶解劑是由異丙醇和去離子水配制而成，其中異丙醇和去離子水的比例是80:20。
[0056]e導電磁性納米纖維的制備:
將納米纖維浸入a步驟配制的敏化液中，納米纖維與敏化液的浴比為1:100，10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，將洗滌后的納米纖維浸入b步驟所配的活化液中，納米纖維與活化液的浴比為1:100，攪拌10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，再將洗滌后的納米纖維浸入c步驟中所配制的化學鍍液中，納米纖維與化學鍍液的浴比為1:100，控制溫度為20°C，反應35min，取出反應完的納米纖維，去離水洗滌2~3次后，在40°C下烘干得到導電納米纖維。
[0057]f導電磁性納米管的制備:
將經步驟e得到的導電納米纖維浸入步驟d配制的納米纖維溶解劑中，導電納米纖維與納米纖維溶解劑的浴比為1:100，并在60°C下不斷地攪拌，Ihlh后，抽濾，去離水洗滌2^3次，在40°C下烘干得到導電磁性納米管。
[0058]實施例6
a敏化液的配制:
氯化亞錫的濃度為15 g/L，鹽酸的濃度為40 ml/L。
[0059]b活化液的配制:
氯化鈀濃度為0.5 g/L，鹽酸濃度為10 g/ ml/L。
·[0060]c化學鍍液的配制:
氯化鎳濃度為20 g/L，次亞磷酸鈉濃度為28 g/L，氯化銨濃度為28 g/L，檸檬酸鉀濃度為 10 g/L。
[0061]d納米纖維溶解劑的配制:
所述的納米纖維溶解劑是由異丙醇和去離子水配制而成，其中異丙醇和去離子水的比例是80:20。
[0062]e導電磁性納米纖維的制備:
將納米纖維浸入a步驟配制的敏化液中，納米纖維與敏化液的浴比為1:100，10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，將洗滌后的納米纖維浸入b步驟所配的活化液中，納米纖維與活化液的浴比為1:100，攪拌10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，再將洗滌后的納米纖維浸入c步驟中所配制的化學鍍液中，納米纖維與化學鍍液的浴比為1:300，控制溫度為20°C，反應35min，取出反應完的納米纖維，去離水洗滌2~3次后，在40°C下烘干得到導電納米纖維。
[0063]f導電磁性納米管的制備:
將經步驟e得到的導電納米纖維浸入步驟d配制的納米纖維溶解劑中，導電納米纖維與納米纖維溶解劑的浴比為1:100，并在60°C下不斷地攪拌，Ihlh后，抽濾，去離水洗滌2^3次，在40°C下烘干得到導電磁性納米管。
[0064]實施例7
1、一種導電磁性納米管的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟: a敏化液的配制:
氯化亞錫的濃度為5 g/L，鹽酸的濃度為30 ml/L。
[0065]b活化液的配制:氯化鈀濃度為0.05 g/L~0.5 g/L，鹽酸濃度為5 ml/L~20 g/ ml/L。
[0066]c化學鍍液的配制
氯化鎳濃度為15 g/L，次亞磷酸鈉濃度為30 g/L，氯化銨濃度為27 g/L，檸檬酸鉀濃度為 10 g/L。
[0067]d納米纖維溶解劑的配制
所述的納米纖維溶解劑是由異丙醇和去離子水配制而成，其中異丙醇和去離子水的比例是70:30。[0068]e導電磁性納米纖維的制備:
按照納米纖維浴比為1:200量取a步驟中所配制的敏化液，將納米纖維浸入敏化液中10 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，將洗滌后的納米纖維浸入按照納米纖維浴比為1:200量取b步驟所配的活化液并不斷地攪拌15 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，再將洗滌后的納米纖維浸入按照納米纖維浴比為1:100量取c步驟中所配制的溶液中，控制溫度為2(T50°C，反應35min，取出反應完的納米纖維，去離水洗滌2^3次后，在3(T80°C下烘干即得到導電納米纖維。
[0069]f導電磁性金屬納米管的制備:
按照納米纖維浴比為1:200量取d步驟中所配制的溶液，將納米纖維浸入上述溶液并在70°C下不斷地攪拌，Ihlh后，抽濾，去離水洗滌2~3次，在3(T50°C下烘干即得到導電磁性金屬納米管。
【權利要求】
1.一種導電磁性納米管的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟； a敏化液的配制: 所述的敏化液是由氯化亞錫、鹽酸以及去離子水配制而成，其中，氯化亞錫的濃度為5g/L~20 g/L、鹽酸的濃度為10 ml/L~40 ml/L ；b活化液的配制: 所述的活化液是由氯化鈀、酸及去離子水配制而成，其中氯化鈀濃度為0.05 g/L^0.5g/L,鹽酸濃度為5 ml/L~20 g/ ml/L ；c化學鍍液的配制: 所述的化學鍍液是由主鹽、還原劑、緩沖劑、絡合劑及去離子水配制而成，其中，主鹽濃度為12 g/L~24 g/L，還原劑濃度為25 g/L~32 g/L，緩沖劑濃度為25 g/L~32 g/L，絡合劑濃度為8 g/L~12 g/L ； 所述的主鹽為硫酸鎳或氯化鎳或醋酸鎳或硫酸亞鐵其中一種； 所述的還原劑為次亞磷酸鈉； 所述的緩沖劑為氯化銨； 所述的絡合劑為 檸檬酸鉀或檸檬酸鈉或檸檬酸三銨其中一種； d納米纖維溶解劑的配制: 所述的納米纖維溶解劑是由異丙醇和去離子水配制而成，其中異丙醇和去離子水的比例是 90:10~60:40 ； e導電磁性納米纖維的制備: 將納米纖維浸入a步驟配制的敏化液中，納米纖維與敏化液的浴比為1:l(Tl:200,5mirTl5 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，將洗滌后的納米纖維浸入b步驟所配的活化液中，納米纖維與活化液的浴比為1:l(Tl:200，攪拌5 mirT20 min后，將納米纖維取出，用去離子水洗滌2~3次，再將洗滌后的納米纖維浸入c步驟中所配制的化學鍍液中，納米纖維與化學鍍液的浴比為1:50~1:1000，控制溫度為2(T50°C，反應35mirT55 min,取出反應后的納米纖維，去離水洗滌2~3次后，在3(T80°C下烘干得到導電納米纖維；f導電磁性納米管的制備: 將經步驟e得到的導電納米纖維浸入步驟d配制的納米纖維溶解劑中，導電納米纖維與納米纖維溶解劑的浴比為1:l(Tl:200，并在6(T80°C下不斷地攪拌，Ihlh后，抽濾，去離水洗滌2~3次，在3(T50°C下烘干得到導電磁性納米管。
2.如權利要求1所述一種導電磁性納米管的制備方法，其特征在于:所述的納米纖維為PVA-co-PE納米纖維或PET納米纖維或PTT納米纖維或PBT納米纖維或IPET-PEG納米纖維中的一種。
【文檔編號】C23C18/36GK103708416SQ201310707688
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】王棟, 周舟, 夏明 , 陶一飛, 劉瓊珍, 吳志紅 申請人:武漢紡織大學